工业燃气自力式压力调节阀工作原理

【资料简介】

1.1 工业燃气自力式压力调节阀工作原理的用途和适用范围

自力式调节阀是一种无需外来能源而只依靠被介质自身的压力变化进行自动调节压力的节能型产品，具有测量、执行、控制的综合功能。可用于非腐蚀性（温度350℃）的液体、气体和蒸汽等介质的压力控制装置。自力式调节阀广泛适用于石油、化工、冶金、轻工等工业部门及城市供热、供暖系统。一种消除膜片老化、加宽阀门的适用范围的自力式压力调节阀。本发明涉及调节阀装置领域，具体涉及一种能偶消除膜片老化、加宽阀门的适用范围的自力式压力调节阀。本文针对目前国内工业燃气市场品牌众多、良莠不齐的情况,对火焰切割和焊接常用的乙炔、金火焰、丙烷、丙烯和液化石油气等五种工业燃气的基本物理化学特性做了比较,并且对火焰切割焊接方面的工艺性能指标、社会和经济效益进行了比对和分析讨论。

传统的自力式压力调节阀的阀门内部压力室采用膜片形式。而采用膜片形式其缺点是膜片易老化、适用范围窄；因为当膜片承受压力l.0Mpa，介质压力超过1.0Mpa时，膜片易破裂。本发明的目的是提供一种消除膜片老化、加宽阀门的适用范围的自力式压力调节阀。

工业燃气自力式压力调节阀工作原理用途：

1、工业燃料

以天然气代替煤，用于工厂采暖，生产用锅炉以及热电厂燃气轮机锅炉。天然气发电是缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染的有效途径，且从经济效益看，天然气发电的单位装机容量所需投资少，建设工期短，上网电价较低，具有较强的竞争力。

2、工艺生产

如烤漆生产线，烟叶烘干、沥青加热保温等。

3、天然气化工工业

天然气是制造氮肥的原料，具有投资少、成本低、污染少等特点。天然气占氮肥生产原料的比重，世界平均为80%左右。

4、城市燃气事业

特别是居民生活用燃料，包括常规天然气，以及煤层气和页岩气这两种非常规天然气。主要是生产以后并入管道，日常使用天然气。随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分城市对天然气的需求明显增加。天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。

5、压缩天然气汽车

以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。国际天然气汽车组织的统计显示，天然气汽车的年均增长速度为20.8%，其中大部分是压缩天然气汽车。

6、增效天然气

是以天然气为基础气源，经过气剂智能混合设备与天然气增效剂混合后形成的一种新型节能环保工业燃气，燃烧温度能提高至3300℃，可用于工业切割、焊接、打破口，可*取代乙炔气、丙烷气，可广泛应用于钢厂、钢构、造船行业，可在船舱内安全使用，现市面上的产品有锐锋燃气，锐锋天然气增效剂。

1.2 工业燃气自力式压力调节阀工作原理产品的结构及工作原理

a 产品结构

产自力式调节阀为直接作用自力式压力调节阀，由阀体、阀芯部件、阀盖、顶盘、上、下膜盖、膜片、弹簧、调节螺母等零部件所组成。

b 自力式调节阀工作原理

（1）自力式调节阀作阀后压力调节时的工作原理：

工艺介质的阀前压力P1经过阀芯、阀座的节流后，变为阀后压力P2，P2经过导压管输入到执行器的下膜室内作用在顶盘上，产生的作用力与弹簧的反作用相平横，决定了阀芯、阀座相对位置，控制阀后压力。当阀后压力P2作用在顶盘上的作用力也随之增加。此时，顶盘的作用力大于弹簧的反作用力，使阀芯关向阀座的位置，直到顶盘的作用力与弹簧反作用力相平衡为止。这时阀芯与阀座之间的流通面积减少，流阻变大，从而使P2降为设定值。同理，当阀后压力P2降低时，作用方向与上述相反，这就是阀后压力调节时的工作原理。当需要改变阀后压力P2的设定值时，可调整调节螺母。

（2）自力式调节阀作用前压力调节时的工作原理：

工艺介质阀前压力P1通过阀芯、阀座节流后变为阀后压力P2，同时P1通过导压管输入到执行器的上膜室内作用在顶盘上，产生的作用力与弹簧的反作用力相平横，决定了阀芯、阀座的相对位置，控制阀前压力。当阀前压力P1增加时，P1作用在顶盘的作用力也随之增加。此时，顶盘上的作用力大于弹簧的反作用力，使阀芯向离开阀座方向移动，直到顶盘的作用力于弹簧反作用力相平衡为止。这时，阀芯与阀座之间流通面积变大，流阻变小，从而使P1降为设定值。同理，当阀前压力P1降低时，作用力方向与上述相反，这就是阀前压力调节时的工作原理。当需要改变阀前压力P1的设定值时，可调整调节螺母。

（3）自力式调节阀作差压控制时的工作原理：

工艺介质通过阀节流后，进入被控设备，而被控设备的差压，分别引入阀的上、下膜室，在上、下膜室内产生推力，并与弹簧反力相平衡，从而确定了阀芯与阀座的相对位置，而阀芯与阀座的相对位置确定了差压值△P的大小。当被控差变化时，力的平衡被破坏，从而带动阀芯运动，从阀芯的运动改变了阀的阻力系数，即控制了被控差压值为设定值。这就是差压控制的工作原理。当需要改变差压设定值时，可调整调节螺母。

1.3 产品的型号、规格

注：直接作用式自力式调节阀的总高及总重量为控制阀与执行器高度及重量之和。附件型号、种类及外形尺寸隔离罐 DN150 DN200 DN250(用于气体、蒸汽温度＞80℃； 加长件（用于气体、蒸汽温度＞80℃；液体温度＞140℃；）

液体温度＞140℃；）

工业燃气自力式压力调节阀工作原理主要技术参数和性能指标

公称通径DN(mm)		20	25	32		40		50	65	80		100		125		150		200		250		300
额定流量系数（KV）		7	11	20		30		48	75	120		190		300		480		760		1100		1750
额定行程（mm）		8		10				14	20			25		40				50		60		70
公称阀后压力PN(Mpa)		1.6、4.0、6.4
阀后压力调节范围（MP a）		15～50 40～80 60～100 80～140 120～180 160～220 200～260 240～300 280～350 330～400 380～450 430～500 480～560 540～620 600～700 680～800 780～900 880～1000 980～1500 1000～2500
流量特性（℃）		快开
调节精度（％）		±5
使用温度（℃）		≤350
允许泄漏量	硬密封（1/h）	单座：≤10ˉ4阀额定容量（IV级）；双座、套筒：≤5×10ˉ3阀额定容量（II级）
	软密封（m1/h）	0.15			0.30		0.45		0.60		0.90		1.7		4.0		6.75		11.10		16.0
减压比		10
	最小	1.25

五、自力式阀后压力调节阀外形尺寸重量

公称通径DN			20	25	32	40	50	65	80	100	125	150	200	250	300
法兰接管尺寸B			383		512		603	862		1023	1380		1800	2000	2200
法兰端面距L			150	160	180	200	230	290	310	350	400	480	600	730	850
阀后压力调节范围kpa	15-140	H	475		520		540	710		780	840	880	915	940	1000
		A	280		308
	280-500	H	455		500		520	690		760	800	870	880	900	950
		A	230
	120-300	H	450		490		510	680		750	790	860	870	890	940
		A	176					194			280
	480-1000	H	445		480			670		740	780	850	860	880	930
		A	176					194			280
	600-1500	H	445		570		600	820		890	950		1000	1100	1200
		A	85		96
	1000-2500	H	445		570		600	820		890	950	1000	1100	1200
		A	85		96
重量kg			26		37		42	72	90	114	130	144	180	200	250
导压管接头累纹			M16×1.5

2、工业燃气自力式压力调节阀工作原理安装

2.1 自力式调节阀安装前注意事项

a 现场安全：安装自力式调节阀的管道事先不应有压力，压力阀前后的切断阀应关闭。在进行焊接前，应采取适当的防火措施。

b 控制性能：配管系统的压力损失应与计算压力阀尺寸的所考虑的损失一致。进出口应尽量保证一定的直管段（一般为5D～10D），以保证所需的控制性能。

C 安装位置：应有足够的空间，便于操作人员安装，调整压力阀，以及保证压力阀和附件的就地拆装和维护的可能性。

d 过虑器：为保证压力阀的正常使用，安装时，应在压力阀前安装过滤器，并定期清洗。在有蒸汽的厂房内，应有足够的排水和通风系统。

e 压力阀组：一般在工艺过程配管中均安装切断阀和旁路阀配成阀组，以适应设备连续操作的需要。当维修和出现意外情况时，用切断阀隔离，用旁路阀调节。推存下面图5布置方式。

f 自力式调节阀用于煤气、天燃气压力调节，在室内安装使用时，如果无漏气报警装置，应在执行器加接通到室外并不得堵塞，以保证安全。（阀后压力调节，接在上膜盖接头上，阀前压力调节，接在下膜接头上）

g 用于减压或泄压的压力阀，使用时不得将膜盖上的无接管的接头堵塞，否则自力式调节阀无法工作。